【正文】 ??第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 2）功 率： 當 m（ t）為確知信號時 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 16 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 當 m（ t） = Am cos ?mt 時， 代入上式，則得到 調制效率 AM信號的總功率包括 載波功率 和 邊帶功率 兩部分。頻譜如下圖所示。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 13 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 頻 譜 若 m（ t）為確知信號，則 AM信號的頻譜為 01( ) [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ]2A M c c c cS A M M? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 若 m（ t）為隨機信號，則 AM信號的頻域必須用功率譜描述。這時用包絡檢波將發(fā)生失真。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 12 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 波形圖 tttt? ?mt? ?0A m t?載 波? ?AMst?H?H?? ? ?M ?? ?AMS ?c?? c??0第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 當滿足條件： |m（ t） | ? A0 時，其包絡與調制信號波形相同，因此用包絡檢波法很容易恢復出原始調制信號。事實上，任何調制過程都是一種 非線性的變換過程 。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調制通常又稱為 線性調制 。 可見，在波形上， 已調信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而正比地變化 。 第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 9 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 ? 引 言 —— 什么是線性調制？ 表示式： 設正弦 載波 為 ? ?0( ) c os cc t A t????( ) ( ) c osmcs t A m t t??第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 式中， A — 載波幅度； ?c — 載波角頻率； ?0 — 載波初始相位（以后假定 ?0 ＝ 0）。 2）角度調制 ：頻率調制、相位調制。 改善系統(tǒng)的抗噪聲性能，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力 ，還 可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。 第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 二、調制的目的 把基帶信號 轉換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{信號 。 第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 7 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 已調信號 ：載波受調制后稱為已調信號。 載波調制： 用調制信號去控制載波的參數(shù)的過程。 2）狹義調制 ：僅指帶通調制，在無線通信和其他大多數(shù)場 合，調制一詞均指載波調制。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 5 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 學習內容 幅度調制（線性調制）的原理 1 2 3 4 5 第五章 模擬調制系統(tǒng) 非線性（角度調制）的原理 調頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 線性調制系統(tǒng)的抗噪聲性能 各種模擬調制系統(tǒng)的比較 6 頻分復用和調頻立體聲 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 6 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 ? 引 言 一、基本概念 調制： 把信號轉換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。 抗噪性能分析。 計算： AM、 DSB、 SSB、 PM、 FM的表達式；功率和帶寬的計算 ； AM、 DSB、 SSB、 FM抗噪聲性能分析和 G的計算與比較；單音調頻的調頻指數(shù)、相偏及頻偏；卡森公式。西南大學電子信息工程學院 電路通信教研室 含弘光大 繼往開來 通信原理 主講教師：高 渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 學習內容 幅度調制（線性調制）的原理 1 2 3 4 5 第五章 模擬調制系統(tǒng) 非線性（角度調制）的原理 調頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 線性調制系統(tǒng)的抗噪聲性能 各種模擬調制系統(tǒng)的比較 6 頻分復用和調頻立體聲 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 2 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 學習目標 ? 學習要點 調制的定義、功能和分類； 線性調制的原理（表示式、頻譜、帶寬、產生與解調）； 線性調制系統(tǒng)的抗噪聲性能，門限效應； 調頻（ FM）、調相（ PM）的基本概念； 調頻信號頻帶寬度的計算 —— 卡森公式； 調頻信號的生產與解調方法； 預加重和去加重的概念； FM、 DSB、 SSB、 VSB、 AM的性能比較； 頻分復用、復合調制和多級調制的概念。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 3 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 學習目標 ? 重點 概念： AM、 DSB、 VSB和 PM、 FM的基本概念、特點和應用；產生與解調方法（會畫原理框圖）； AM、 DSB波形和頻譜（會畫）； VSB邊帶濾波特性；可靠性比較，有效性比較；門限的概念；多級調制、復合調制和 FDM的概念。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 4 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 學習目標 ? 難點 調制信號、載波和已調信號。 相干解調是否存在門限效應。 1）廣義調制 ：分為 基帶調制 和 帶通調制 （也稱 載波調制 ）。 調制信號： 指來自信源的基帶信號。 載波： 未受調制的周期性振蕩信號，它可以是正弦波，也 可以是非正弦波。 解調（檢波） ：調制的逆過程，其作用是將已調信號中的 調制信號恢復出來。 把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以 實現(xiàn)信道的多 路復用 ， 提高信道利用率 。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 8 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 三、調制方式 模擬調制 常見的模擬調制： 1）幅度調制 ：調幅、雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶調制。 數(shù)字調制 常見的數(shù)字調制： ASK、 FSK、 PSK、 DPSK調制 等。 則根據(jù)調制定義，幅度調制信號（ 已調信號 ）可表示為： 式中， m（ t） — 基帶調制信號（ 調制信號 ）。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 10 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 頻譜 設調制信號 m（ t）頻譜為 M（ ?），則已調信號的頻譜為 ? ?( ) ( ) )2m c cAS M M? ? ? ? ?? ? ? ?第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 可見，在頻譜結構上，它的 頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內的簡單搬移 。 注意，這里的 “ 線性 ” 并不意味著已調信號與調制信號之間符合線性變換關系。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 11 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 一、調幅 （ AM） AM調制器模型 00( ) [ ( ) ] c os c os ( ) c osA M c c cs t A m t t A t m t t? ? ?? ? ? ??? ?mt ? ?mstcos c t??0A第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 時域表達式 式中， m（ t） —— 調制信號 ，均值為 0； A0 —— 常數(shù)，表示疊加的 直流分量 。 否則，出現(xiàn) “ 過調幅 ” 現(xiàn)象。但是，可以采用其他的解調方法，如同步檢波。 可見， AM信號的頻譜由 載頻分量 、 上邊帶 、 下邊帶 三部分組成，并且 上邊帶的頻譜結構 與原調制信號的頻譜結構相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 14 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 tttt? ?mt? ?0A m t?載 波? ?AMst?H?H?? ? ?M ?? ?AMS ?c?? c??0載頻分量 載頻分量 上邊帶 上邊帶 下邊帶 下邊帶 第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 頻譜圖 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 15 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 1）帶 寬 AM信號是 帶有載波分量的雙邊帶信號 ，帶寬是基帶信號帶寬 fH 的兩倍： 。只有邊帶功率才與調制信號有關，載波分量并不攜帶信息。 頻譜表示式 :無載頻分量 。 優(yōu)點： 節(jié)省了載波功率 。 DSB特點： 1）有上下兩邊帶（ 頻帶利用率低 ）； 2） 無載波分量 ； 3） 符號變化時， 載波相位倒相 ； 4） 幅度由 控制； 5）若 帶寬為 B， 則 帶寬為 2B。 通常，產生 SSB信號的方法有兩種： 濾波法 和 相移法 。 ? ?mt ? ?D SBst?? ?ct載 波? ?H ?? ?SSBstH（ ?） 為單邊帶濾波器的傳輸函數(shù) 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 21 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 若 H（ ?） 具有如下 理想高通特性 ： 1,( ) ( )0,cU SBcHH ???? ??????? ? ???1,( ) ( )0,cLSBc???? ???第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 ，則可 濾除 下邊帶。 SSB信號的頻譜 ? ?( ) ( )SSB D SBS S H? ? ???通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 22 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 SSB信號的頻譜（取上邊帶） ? ?D S BS ?c?? c? ?0 ? ?U SBH ?c?? c? ?0 ? ?U SBS ?c?? c? ?0第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 23 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 ＊ 濾波法技術難點： 濾波特性很難做到具有陡峭的截止特性。 在 600Hz過渡帶和不太高的載頻情況下，濾波器不難實現(xiàn)；但 當載頻較高時，采用一級調制直接濾波的方法已不可能實現(xiàn)單邊帶調制 。 再在要求的載頻上進行第二次調制 。 第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調制系統(tǒng) 】 24 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學電子信息工程學院 SSB信號的時域表達式 設單頻調制信號為 tAtm mm ?cos)( ?第一節(jié) 幅度調制（線性調制）的原理 ttc c?cos) ?，載波為 tAtAttAt